一种高功率因数LED恒流驱动芯片设计

发布时间：2020-08-31 20:22

　　 21世纪以来,工业化和城市化进程日益加快,自然能源紧缺和环境污染的问题越来越严重。于是,LED这种绿色环保的照明技术引起了人们广泛的关注,应用于照明系统的LED驱动技术得到了大幅进步。本文针对高功率因数LED恒流驱动芯片的系统架构设计和关键技术进行研究,旨在完成可提供高功率因数、具有完整保护机制、低成本的原边反馈恒流驱动芯片的设计。本文基于对LED发光原理、现有驱动技术及功率因数校正技术的分析提出了一款高功率因数LED恒流驱动芯片。在分析了传统副边反馈加光耦的LED驱动方案的不足之处后,选择了不需要光耦的原边反馈结构,不仅使电路成本大大下降,而且在恒流精度上比采用副边反馈加光耦的电路结构更加优秀。随后本文对影响恒流精度的因素进行了分析,并针对这些因素设计了合理的退磁检测模块。此外,针对LED驱动电路谐波干扰的问题,本文提出了一种基于乘法器结构及峰值电流控制方式的单级有源功率因数校正方案,相比于传统无源功率因数校正方案,本文提出的功率因数校正方案不需要大电容、大电感因此电路体积大幅减小,同时功率因数校正性能上也更为优异。在此基础上,本文还设计了过温保护、过压保护等模块提高了芯片的可靠性。本文设计的高功率因数高精度原边反馈恒流驱动芯片基于CSMC 0.5um BCD工艺,电源电压为85V~265V的交流电,使用Cadence Hspice D工具进行仿真。芯片输出电流调整率小于3.7%,功率因数值均大于0.92,总谐波失真度小于24%,系统转换效率超过85%。本文所涉及的理论对于恒流驱动芯片的研究具有及其重要的意义,设计所实现的基于原边反馈技术的高功率因数高精度恒流驱动芯片也具有重要的商用价值和广阔的应用前景。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN312.8
【部分图文】：

瞬态仿真,基准电压,电路,启动过程

X 点与 Y 点的点位相同，于是在电阻 R 上阻 R 的电流可以表示为：I =х = 准源两侧的电流都是 PTAT 电流。压，我们知道 = I д ( ) = ( ) 只要保证( ) = ≈ 即可保证 Y启动过程仿真 CSMC 0.5um BCD 工艺模型并利用 HspiceD 仿先是启动过程的仿真，具体仿真结果见下图 4

特性曲线,基准电压,特性曲线,温度变化

图 4.4 基准电压随温度变化特性曲线温度扫描范围为-50℃至 150℃，由仿真结果计算得出，全ppm/℃。由此可见其温度性能良好，达到设计期望要求学研究生工作站——华芯微电子股份有限公司利益，故仅）电压工作范围仿真工作范围仿真主要为验证基准电路是否能在 VDD 整个电们对基准电路电源电压 VDD 进行 0 至 20V 电压范围的直端的变化情况，仿真波形如图 4.5：

基准源,输出电压,仿真结果,范围

图 4.4 基准电压随温度变化特性曲线扫描范围为-50℃至 150℃，由仿真结果计算得出/℃。由此可见其温度性能良好，达到设计期望究生工作站——华芯微电子股份有限公司利益，压工作范围仿真范围仿真主要为验证基准电路是否能在 VDD 整基准电路电源电压 VDD 进行 0 至 20V 电压范围变化情况，仿真波形如图 4.5：

【参考文献】